Historia de la tecnología de procesamiento CNC, Parte 3: del taller de fábrica al escritorio

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La transición de las máquinas CNC mecánicas tradicionales del tamaño de una habitación a máquinas de escritorio (como la fresadora CNC de escritorio Bantam tools y la fresadora PCB de escritorio Bantam tools) se debe al desarrollo de computadoras personales, microcontroladores y otros componentes de equipos electrónicos.Sin estos desarrollos, las máquinas herramienta CNC potentes y compactas no serían posibles hoy en día.

Para 1980, la evolución de la ingeniería de control y el cronograma para el desarrollo del soporte electrónico e informático.

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El amanecer de la computadora personal

En 1977, se lanzaron simultáneamente tres "microcomputadoras": Apple II, pet 2001 y TRS-80; en enero de 1980, la revista byte anunció que "ha llegado la era de las computadoras personales prefabricadas".El desarrollo de las computadoras personales se ha mejorado rápidamente desde entonces, cuando la competencia entre Apple e IBM iba y venía.

En 1984, Apple lanzó el clásico Macintosh, la primera computadora personal impulsada por un mouse producida en masa con una interfaz gráfica de usuario (GUI).Macintosh viene con macpaint y macwrite (que popularizan las aplicaciones WYSIWYG WYSIWYG).Al año siguiente, a través de la cooperación con Adobe, se lanzó un nuevo programa de gráficos que sentó las bases para el diseño asistido por computadora (CAD) y la fabricación asistida por computadora (CAM).

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Desarrollo de programas CAD y cam

El intermediario entre la computadora y la máquina herramienta CNC son dos programas básicos: CAD y cam.Antes de profundizar en la breve historia de ambos, aquí hay una descripción general.

Los programas CAD admiten la creación, modificación y uso compartido digital de objetos 2D o 3D.El programa de leva le permite seleccionar herramientas, materiales y otras condiciones para las operaciones de corte.Como ingeniero, incluso si ha completado todo el trabajo de CAD y conoce la apariencia de las piezas que desea, la fresadora no conoce el tamaño o la forma de la fresa que desea utilizar, ni los detalles del tamaño de su material o escribe.

El programa cam utiliza el modelo creado por el Ingeniero en CAD para calcular el movimiento de la herramienta en el material.Estos cálculos de movimiento, llamados trayectorias de herramientas, son generados automáticamente por el programa de leva para lograr la máxima eficiencia.Algunos programas de leva modernos también pueden simular en la pantalla cómo la máquina utiliza la herramienta de su elección para cortar materiales.En lugar de realizar pruebas de corte en máquinas herramienta reales una y otra vez, puede ahorrar el desgaste de la herramienta, el tiempo de procesamiento y el consumo de material.

El origen del CAD moderno se remonta a 1957. El programa llamado Pronto, desarrollado por el informático Patrick J. Hanratty, es reconocido como el padre del cad/cam.En 1971, también desarrolló el ampliamente utilizado programa Adam, que es un sistema interactivo de diseño gráfico, dibujo y fabricación escrito en FORTRAN, que apunta a la omnipotencia multiplataforma.“Los analistas de la industria estiman que el 70% de todos los sistemas CAD/CAM mecánicos en 3D disponibles en la actualidad se remontan al código original de Hanratty”, dijo la Universidad de California Irvine, donde realizó la investigación en ese momento.

Alrededor de 1967, Patrick J. Hanratty se dedicó al diseño asistido por computadora de computadoras de circuito integrado (CADIC).

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En 1960, el programa pionero Sketchpad de Ivan Sutherland se desarrolló entre los dos programas de Hanratty, que fue el primer programa en utilizar una interfaz gráfica de usuario completa.

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Vale la pena señalar que AutoCAD, lanzado por Autodesk en 1982, es el primer programa CAD 2D específicamente para computadoras personales en lugar de computadoras centrales.En 1994, AutoCAD R13 hizo que el programa fuera compatible con el diseño 3D.En 1995, se lanzó SolidWorks con el claro propósito de facilitar el diseño CAD para un público más amplio, y luego se lanzó Autodesk Inventor en 1999, que se volvió más intuitivo.

A mediados de la década de 1980, una popular demostración gráfica escalable de AutoCAD mostró nuestro sistema solar en 1:1 kilómetros.Incluso puede acercar la luna y leer la placa en el módulo de aterrizaje lunar Apolo.

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Es imposible hablar sobre el desarrollo de máquinas CNC sin rendir homenaje a los creadores de software que están comprometidos a reducir el umbral de entrada del diseño digital y hacerlo aplicable a todos los niveles de habilidad.En la actualidad, Autodesk fusion 360 está a la vanguardia.(en comparación con software similar como Mastercam, UGNX y PowerMILL, este poderoso software cad/cam no se ha abierto en China). es “la primera herramienta 3D CAD, cam y CAE de este tipo, que puede conectar todo el desarrollo proceso a una plataforma basada en la nube adecuada para PC, MAC y dispositivos móviles”.Este poderoso producto de software es gratuito para estudiantes, educadores, empresas emergentes calificadas y aficionados.

Las primeras máquinas-herramienta CNC compactas

Como uno de los pioneros y antecesores de las máquinas herramienta CNC compactas, Ted hall, el fundador de las herramientas shopbot, fue profesor de neurociencia en la Universidad de Duke.En su tiempo libre, le gusta hacer botes de madera contrachapada.Buscó una herramienta que fuera fácil de cortar madera contrachapada, pero incluso el precio de usar fresadoras CNC en ese momento excedía los $ 50000.En 1994, mostró a un grupo de personas el molino compacto que diseñó en su taller, iniciando así la andadura de la empresa.

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De fábrica a escritorio: MTM snap

En 2001, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) estableció un nuevo centro de bits y átomos, que es el laboratorio hermano del Laboratorio de Medios del MIT, y está dirigido por el visionario profesor Neil Gershenfeld.Gershenfeld es considerado uno de los fundadores del concepto Fab Lab (Laboratorio de Fabricación).Con el apoyo del premio de investigación de tecnología de la información de US $ 13,75 millones de la Fundación Nacional de Ciencias, el Bit and Atom Center (CBA) comenzó a buscar ayuda para crear una pequeña red de estudios para brindar al público herramientas de fabricación digital personal.

Antes de eso, en 1998, Gershenfeld abrió un curso llamado "cómo hacer (casi) cualquier cosa" en el Instituto de Tecnología de Massachusetts para presentar a los estudiantes técnicos las costosas máquinas de fabricación industrial, pero su curso atrajo a estudiantes de diferentes orígenes, incluido el arte, el diseño y arquitecturaEsto se ha convertido en la base de la revolución de la fabricación digital personal.

Uno de los proyectos nacidos de CBA es Machines that Make (MTM), que se centra en el desarrollo de prototipos rápidos que puedan ser utilizados en laboratorios de fábricas de obleas.Una de las máquinas nacidas en este proyecto es la fresadora CNC de sobremesa MTM snap, creada por los estudiantes Jonathan Ward, Nadya Peek y David Mellis en 2011. Utiliza plástico HDPE de alta resistencia (cortado de la tabla de cortar de la cocina) en un CNC grande de shopbot. fresadora, esta fresadora de 3 ejes funciona con un microcontrolador Arduino de bajo costo y puede fresar con precisión todo, desde PCB hasta espuma y madera.Al mismo tiempo, se instala en el escritorio, es portátil y asequible.

En ese momento, aunque algunos fabricantes de fresadoras CNC, como shopbot y epilog, intentaban lanzar versiones de escritorio más pequeñas y económicas de las fresadoras, todavía eran bastante caras.
MTM snap parece un juguete, pero ha cambiado por completo el fresado de escritorio.

En el espíritu de un verdadero Fab Lab, el equipo de MTM Snap incluso compartió su lista de materiales para que pueda hacerlo usted mismo.

Poco después de la creación de MTM snap, el miembro del equipo Jonathan ward trabajó con los ingenieros Mike Estee y la científica de materiales y verde de Forrest Danielle applestone para llevar a cabo un proyecto financiado por DARPA llamado mentor (experimento de fabricación y promoción) para "servir al siglo XXI".

El equipo trabajó en otro laboratorio en San Francisco, recombinó y volvió a examinar el diseño de la máquina herramienta MTM Snap, con el objetivo de fabricar una fresadora CNC de escritorio con un precio razonable, precisión y facilidad de uso.Lo llamaron othermill, que es el predecesor de la fresadora de PCB de escritorio Bantam tools.

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Evolución de tres generaciones de othermill

En mayo de 2013, el equipo de other machine Co. lanzó con éxito una actividad de crowdfunding.Un mes después, en junio, shopbot tools lanzó una campaña (también exitosa) para una máquina CNC portátil llamada handibot, que está diseñada para usarse directamente en el sitio web del trabajo.La principal cualidad de estas dos máquinas es que el software que las acompaña, otherplan y fabmo, están diseñados para convertirse en programas WYSIWYG intuitivos y fáciles de usar, respectivamente, para que una amplia audiencia pueda usar el procesamiento CNC.Obviamente, como demuestra el apoyo de estos dos proyectos, la comunidad está preparada para este tipo de innovación.

El icónico mango amarillo brillante de Handibot anuncia su portabilidad.

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Tendencia continua desde la fábrica hasta el escritorio

Desde que la primera máquina se puso en uso comercial en 2013, el movimiento de fabricación digital de escritorio se ha actualizado.Las fresadoras CNC ahora incluyen todo tipo de máquinas CNC, desde fábricas hasta máquinas de escritorio, desde dobladoras de alambre hasta máquinas de tejer, máquinas formadoras de vacío, máquinas de corte por chorro de agua, máquinas de corte por láser, etc.

Los tipos de máquinas herramienta CNC transferidas de los talleres de fábrica a los escritorios están creciendo constantemente.

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El objetivo de desarrollo del laboratorio Fab, nacido originalmente en el MIT, es popularizar máquinas de fabricación digital poderosas pero costosas, equipar mentes inteligentes con herramientas y llevar sus ideas al mundo físico.Solo las personas con experiencia pueden obtener pasados ​​profesionales con estas herramientas.Ahora, la revolución de la fabricación de escritorio está impulsando aún más este enfoque, desde los laboratorios Fab hasta los talleres personales, al reducir significativamente los costos y mantener la precisión profesional.

A medida que continúa esta trayectoria, hay nuevos desarrollos emocionantes en la integración de la inteligencia artificial (IA) en la fabricación de escritorio y el diseño digital.Queda por ver cómo estos desarrollos continúan afectando la fabricación y la innovación, pero hemos recorrido un largo camino desde la era de las computadoras del tamaño de una habitación y las poderosas herramientas de fabricación completamente vinculadas a grandes instituciones y empresas.El poder ahora está en nuestras manos.


Hora de publicación: 19-jul-2022